(57)【要約】【課題】  ガラス繊維や炭素繊維の短繊維を熱可塑性樹脂に混入し押出成形した成形品は力学特性がいまだ不充分である。さらに、竹繊維は環境にやさしいが、力学特性が不十分である。【解決手段】  繊維強化熱可塑性樹脂成形品は、繊維を集束して形成した芯線１を複数本平行に並べそれらの周囲に熱可塑性樹脂５を充填して成る。繊維は、いずれであってもよいが、ガラス繊維、炭素繊維、竹繊維を使用するとよい。  これを製造する方法は、押出成形機２の樹脂押出用口金３に相対する高圧室１４の機壁に芯線挿入口４を複数形成し、  樹脂押出用口金３より熱可塑性樹脂５を押出すと共に、この熱可塑性樹脂５の押出し速度に合せて、芯線挿入口４に繊維を集束して形成した芯線１を挿入し、  押し出した前記熱可塑性樹脂を冷却して所定の寸法に切断する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を集束して形成した芯線を複数本平行に並べそれらの周囲に熱可塑性樹脂を充填して成る繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
【請求項２】
前記繊維が、竹の稈を解繊した竹繊維であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
【請求項３】
熱可塑性樹脂を加熱溶融し加圧する加熱加圧室と、この加熱加圧室と連通し、樹脂押出用口金より熱可塑性樹脂を押出す高圧室とからなり、
前記樹脂押出用口金に相対する高圧室の機壁に芯線挿入口を複数形成し、
樹脂押出用口金より熱可塑性樹脂を押出すと共に、この熱可塑性樹脂の押出し速度に合せて、繊維を集束して形成した芯線を前記芯線挿入口に挿入し、
芯線と共に押し出した前記熱可塑性樹脂を冷却して所定の寸法に切断することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
前記繊維が、竹の稈を解繊した竹繊維であることを特徴とする請求項３に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維で強化した熱可塑性樹脂成形品及びその製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂の成形品には、剛性や曲げ強度などの力学特性を向上するために、ガラス繊維や炭素繊維の短繊維を熱可塑性樹脂に混入し押出成形した成形品がある。しかし、曲げ強度などの力学特性が必ずしも満足できるものではなく、改良が切望されている。
またガラス繊維や炭素繊維の代わりに竹の稈を解繊した竹繊維を混入することにより、天然繊維であるため、廃棄の際に環境を悪化しないなどの利点があるが、ガラス繊維や炭素繊維の短繊維で強化したプラスチックに比べて曲げ強度などの力学特性が劣るという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記欠点を解消し、曲げ強度などの力学特性に優れた繊維強化熱可塑性樹脂成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明者は鋭意研究の結果、繊維を集束して形成した芯線を複数本平行に並べて熱可塑性樹脂中に入れるとよいことを知見して本発明に至った。
【０００５】
すなわち、繊維強化熱可塑性樹脂成形品は、繊維を集束して形成した芯線を複数本平行に並べそれらの周囲に熱可塑性樹脂を充填して成る。
繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法は、熱可塑性樹脂を加熱溶融し加圧する加熱加圧室と、この加熱加圧室と連通し、樹脂押出用口金より熱可塑性樹脂を押出す高圧室とからなり、
前記樹脂押出用口金に相対する高圧室の機壁に芯線挿入口を複数形成し、
樹脂押出用口金より熱可塑性樹脂を押出すと共に、この熱可塑性樹脂の押出し速度に合せて、繊維を集束して形成した芯線を前記芯線挿入口に挿入し、
芯線と共に押し出した前記熱可塑性樹脂を冷却して所定の寸法に切断することを特徴とする。
繊維は、ガラス繊維，炭素繊維などであってもよいが、廃棄を容易にすることを考慮して竹繊維にするとよい。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形品は、曲げ強度などの力学特性が、同種の短繊維を混入して強化した熱可塑性樹脂成形品と比べ格段に向上する。さらに、竹繊維を使用すると廃棄の際に燃焼させても環境を悪化しない。
また、本発明方法により、繊維を集束して形成した芯線を複数本平行に並べそれらの周囲に熱可塑性樹脂を充填して成る繊維強化熱可塑性樹脂成形品を効率よく製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
先ず、本発明に使用する繊維は、いずれの繊維であってもよいが、力学特性の点からは、ガラス繊維，炭素繊維，竹繊維がよい。
ガラス繊維，炭素繊維は繊維強化熱可塑性樹脂成形品に広く使用されているので、ここでの説明は省略する。
竹繊維は、以下のようにして製造する。
まず、真竹、孟宗竹などの竹を伐採し、葉を落とした後の稈を、長さ数ｃｍ〜２ｍ程度に切断して竹材にする。
次に、この竹材を高圧釜内に水又は湯と共に入れ、水又は湯の温度を上げると共に釜内の圧力も上げて竹材を高温高圧下で煮沸する。この際に、適宜減圧して水又は湯を加えてもよい。
この後、高圧釜より竹材を取出し、解繊機を使用して解繊処理を行い竹繊維にする。
あるいは、公知の爆砕装置に入れて、当該爆砕装置内を高圧にすると共に、高温（１６５〜２００℃）の水蒸気を装置内に導入し、その後、一気に減圧し、これを数回繰り返し、その後解繊機を使用して解繊処理を行い竹繊維にしてもよい。
【０００９】
以下の工程は、繊維の種類に拘らず同じであるので、竹繊維を使用するものについて説明する。
前記のように製造した竹繊維を、複数本撚り合わせるなどして集束し、芯線１を形成する。
図１は、本発明製造方法を説明するための模式図である。製造方法は通常の押出成形と略同じであり、樹脂押出用口金３に臨む芯線挿入口４を複数設け、ここから芯線を挿入する点が異なる。
すなわち、押出成形機２は、ペレット状の熱可塑性樹脂５を投入するホッパ１１と、この熱可塑性樹脂を加熱しつつスクリュ１２により搬送する加熱加圧室１３と、これと連通し溶融した熱可塑性樹脂５を排出する樹脂押出用口金３を有する高圧室１４とからなり、さらに当該樹脂押出用口金３と相対する高圧室１４の機壁に芯線挿入口４を複数設ける。
図示を省略したが、この芯線挿入口４に逆流防止用の弁を適宜設けて、この部分への溶融した熱可塑性樹脂５の逆流を防ぐ。
そして、芯線１を、芯線挿入口４より樹脂押出用口金３に向け押出すと共に、この樹脂押出用口金３より熱可塑性樹脂５を押し出す。この際に熱可塑性樹脂５を押し出す速度と芯線１を押出す速度を合せる。
次に、押出用口金３より押し出した芯線１の周囲に熱可塑性樹脂を充填したものに、シャワー装置６で水をかけて冷却した後、切断機７で所定寸法に切断して繊維強化熱可塑性樹脂成形品にする。
８は成形品を引き出す一対の無端ベルトであり、この無端ベルト８間に成形品を挟持すると共に、無端ベルト８を回転させて成形品を所定方向に引き出す。
【００１０】
得られた繊維強化熱可塑性樹脂成形品は、図２に示すように複数本平行に並べた芯線１の周囲を熱可塑性樹脂５で被覆した状態であり、短繊維を無方向に混入した繊維強化熱可塑性樹脂成形品と比べ曲げ強度などの力学特性が向上する。
【００１１】
なお、前記実施形態と比べて廃棄の点でやや劣ることになるが、前記芯線１を製造する際に、竹繊維にガラス繊維、炭素繊維、あるいはその他の各種無機材料、及び有機材料を適宜加えた複合繊維でもよい。また、竹繊維に代えてガラス繊維、炭素繊維などを使用してもよい。前記複合繊維の場合芯の部分をガラス繊維、炭素繊維とし、周辺部分を竹繊維にすると、強度、摺動特性とも向上する。
また、図２では、円柱状の成形品であるが、これに限るものではなく、押出し成形できる各種形状のものであってもよい。芯線の樹脂中の配置も特に決まっていないが、力学的特性を均一にする点から、均等に配置するとよい。
また、前記シャワー装置６も空冷により樹脂が硬化する場合は、あえて設ける必要はない。
無端ベルト８も成形品を引出す他の公知の装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明製造方法を説明するための模式図である。
【図２】竹繊維強化プラスチックの杆状成形品の断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１    芯線
２    押出成形機
３    樹脂押出用口金
４    芯線挿入口
５    熱可塑性樹脂
１１  ホッパ
１２  スクリュ
１３  加熱加圧室
１４  高圧室
【図１】
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【図２】
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